[全程方略]2012-2013版高中物理 6.1 行星的运动课后巩固作业 新人教版必修2

【全程方略】2012-2013版高中物理 6.1 行星的运动课后巩固作业 新人教版必修2

一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分。每小题至少一个选项正确)

1.首先对天体做圆周运动产生了怀疑的科学家是( )

A．布鲁诺 B．伽利略

C．开普勒 D．第谷

2.16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个论点就目前来看存在缺陷的是( )

A．宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动

B．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动

C．天穹不动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象

D．与日地距离相比，其他恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多

3.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于( )

A.F2 B.A C.F1 D.B

4.(2012·潍坊高一检测)理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用。下面对于开普勒第三定律的公式=k，说法正确的是( )

A.公式只适用于轨道是椭圆的运动

B.式中的k值，对于所有行星(或卫星)都相等

C.式中的k值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关

D.若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离

5.据报道，美国计划从2021年开始每年送15 000名旅客上太空旅行。如图所示，当旅客围绕地球沿椭圆轨道运行时，从近地点A运动到远地点B时速率( )

A.不断增大 B.大小不变

C.逐渐减小 D.没有具体数值,无法计算

6.(2012·金华高一检测)已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期，它们绕太阳的公转均可看成匀速圆周运动，则可判定( )

A.金星的质量大于地球的质量

B.金星的半径大于地球的半径

C.金星到太阳的距离大于地球到太阳的距离

D.金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离

二、非选择题(本题包括2小题，共20分，要有必要的文字叙述)

7.(9分)天文学家在太阳系的八大行星之外，又发现了一颗比地球小得多的新行星，而且还测得它绕太阳公转周期约为288年。若把它和地球绕太阳公转的轨道看做圆，问它与太阳的距离是地球与太阳距离的多少倍？(最后结果可用根式表示)

8.(11分)飞船沿半径为R的圆周绕地球运动的周期为T，地球半径为R0，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间？

答案解析

1.【解析】选C。开普勒根据第谷的观测数据及个人的理论分析，对前人提出的天体做圆周运动的说法产生了怀疑，并认为所有行星的运动轨道都是椭圆，C正确。

2.【解析】选A、B、C。所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；行星在椭圆轨道上运动的周期T和轨道的半长轴满足=k(常量)，故所有行星及月球实际上并不是做匀速圆周运动。整个宇宙是在不停地运动的，宇宙中星体间的距离都远大于日地间的距离。综上，应选A、B、C。

3.【解析】选A。根据开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，因为行星在A点的速率比在B点的速率大，所以太阳在离A点近的焦点上，故太阳位于F2。

4.【解析】选C。如果行星和卫星的轨道为圆轨道，公式=k也适用，但此时公式中的a为轨道半径，故A错；比例系数k是一个由中心天体决定而与行星无关的常量，但不是恒量，不同的星系中，k值不同，故B错，C对;月球绕地球转动的k值与地球绕太阳转动的k值不同，故D错。

5.【解析】选C。根据开普勒第二定律，旅客与地心的连线在相等的时间内扫过的面积应相等，所以离地心越远，连线越长，旅客的速率越小，所以从近地点A运动到远地点B时速率越来越小,C正确。

6.【解析】选D。根据开普勒第三定律=k，因为金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期，所以金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离，D正确。

【变式备选】某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年,该行星会运行到日地连线的延长线上,如图所示。该行星与地球的公转半径之比为( )

【解析】选B。地球公转周期T1=1年,经过N年,地球比行星多转一圈,即多转

2π,角速度之差为(),所以()N=2π,即T2=年,由开普勒第三定律得()2=()3，则==

7.【解析】根据开普勒第三定律

所以

答案：44(或)倍

【总结提升】开普勒第三定律的应用

(1)开普勒第三定律描述了行星半长轴与周期的关系，可用于行星周期或行星与中心天体距离的计算。计算时需注意：k值是由中心天体决定的，绕同一中心天体运动的星体k值相同。

(2)若将天体的运动看成圆周运动，则开普勒第三定律可表述为：天体轨道半径R的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值为常数，即=k,利用该式，可计算行星的周期或轨道半径。

8.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：

(1)飞船沿椭圆轨道运行和沿圆形轨道运行时都满足开普勒第三定律。

(2)飞船做椭圆运动时，周期的大小与轨道半长轴的大小有关。

【解析】当飞船做半径为R的圆周运动时，由开普勒第三定律：=k

当飞船返回地面时，从A处降速后沿椭圆轨道至B。设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T′，椭圆的半长轴为a，则=k

可解得：T′=·T

由于a=，由A到B的时间t=

所以

答案：

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